ابداع یک ماده سرامیکی که می‌تواند گوشی‌های هوشمند را متحول کند

یک ماده سرامیکی جدید که به طور تصادفی کشف شده است، می‌تواند اشکال ریز و پیچیده‌ای ایجاد کند، می‌تواند گوشی‌های هوشمند را متحول کند.

به گزارش آی‌ای، مهندسان دانشگاه نورث‌ایسترن نوع جدیدی از سرامیک را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند به شکل‌های ریز و پیچیده درآید و طیف گسترده‌ای از کاربردهای جدید در صنایع الکترونیک را باز کند.

این مواد ابداعی که به عنوان سرامیک‌های گرماشکل‌پذیر شناخته می‌شوند، به ‌طور تصادفی در آزمایشگاه ایجاد شدند.

راندال ارب(Randall Erb) استاد دانشگاه نورث ایسترن و جیسون بایس(Jason Bice) دانشجوی دکترا در این دانشگاه می‌گویند، این سرامیک می‌تواند به صورت فشرده به قطعات پیچیده تبدیل شود و می‌تواند طراحی و ساخت وسایل الکترونیکی از جمله تلفن‌های همراه و سایر اجزای رادیویی را متحول کند.

راندال ارب دانشیار مهندسی مکانیک و صنعتی که ریاست آزمایشگاه DAPS در این دانشگاه را بر عهده دارد، می‌گوید: گروه تحقیقاتی ما در لبه تکنولوژی قرار دارد. در تحقیقات ما هر چند وقت یک‌بار، یک چیز ابداع می‌شود.

یک پیشرفت صنعتی

ارب و بایس در ژوئیه سال گذشته در آزمایشگاه خود بودند که به نظر رسید اوضاع به‌هم ریخته است. آنها در حال آزمایش یک ماده سرامیکی آزمایشی به عنوان بخشی از یک پروژه مافوق صوت برای یک شریک صنعتی بودند.

ارب می‌گوید: ما این ماده سرامیکی را با یک مشعل دمنده منفجر کردیم و در حالی که آن را بارگذاری می‌کردیم، به طور غیرمنتظره‌ای تغییر شکل داد و از محل اتصال بیرون افتاد. ما به نمونه روی زمین نگاه کردیم و با خود فکر کردیم که این یک شکست است.

هنگامی که سرامیک‌ها در معرض تغییرات ناگهانی دما و بارگذاری مکانیکی قرار می‌گیرند، اغلب در اثر شوک حرارتی خرد یا حتی منفجر می‌شوند. با این حال فقط تغییر شکل داده بود.

ارب می‌گوید: چند بار دیگر آن را امتحان کردیم و متوجه شدیم که می‌توانیم این تغییر شکل را کنترل کنیم. سپس شروع به قالب‌گیری مواد فشرده کردیم و متوجه شدیم که این یک فرآیند بسیار سریع است.

ریزساختار زیرین آن، تمام سرامیک را قادر می‌سازد تا گرما و جریان را در طول فرآیند قالب‌گیری به طور موثر منتقل کند. در دمای اتاق، این سرامیک را می‌توان به شکل اشکال هندسی مختلف درآورد و استحکام مکانیکی و هدایت حرارتی چشمگیری را از خود نشان داد.

بایس می‌گوید: این منحصر به‌ فرد است. سرامیک‌های گرماشکل‌پذیر در آنچه ما دیده‌ایم و خوانده‌ایم، واقعاً وجود ندارند. پس این یک مرز جدید در مواد است.

خنک کننده دستگاه‌های الکترونیکی با چگالی بالا

این محصول جدید این پتانسیل را دارد که دو پیشرفت در صنعت به ارمغان بیاورد که اولین مورد بهره‌وری آن به عنوان یک رسانای حرارتی است که قادر به خنک کردن وسایل الکترونیکی با چگالی بالا است.

تلفن‌های همراه و سایر لوازم الکترونیکی معمولاً با یک لایه آلومینیومی ضخیم تجهیز می‌شوند تا گرما را از دستگاه خارج کنند.

بایس می‌گوید: ضخامت مواد ما می‌تواند کمتر از یک میلی‌متر باشد که راه‌حلی نوین را ارائه می‌کند. می‌توان آن را طوری قالب‌گیری کرد که با سطحی که می‌خواهید خنک کنید مطابقت داشته باشد.

به گفته ارب، این ماده سرامیکی، گرما را قادر می‌سازد بدون انتقال الکترون حرکت کند. همچنین با سیستم‌های دیگر یا فرکانس‌های رادیویی مورد استفاده در تلفن‌های هوشمند تداخل ندارد.

ارب و بایس بر این باورند که می‌توانند این ماده سرامیکی را به گونه‌ای شکل دهند که طیف وسیعی از اجزای الکتریکی را در خود جای دهد. همچنین این سرامیک نازک‌تر، سبک‌تر و کارآمدتر از فلزات فعلی خواهد بود.

این مطالعه در مجله Advanced Materials منتشر شده است.

منبع: ایسنا